深基坑顺向岩层高边坡的支护施工

马军锋

（新疆路桥建设集团有限公司，新疆 喀什844000）

1 工程简介

某建筑工程总占地面积为15 879.2m2，地形西边高东边低，东西的高度差在8m左右，根据地形的实际情况，地面上部楼层建设层数为25 层，地下室为四层，地板设计高程为-17.635，如图1所示。在建筑的南边、北边和西边为道路，开挖边坡后，和道路上管网的距离为3～4m，边坡顶线和住宅楼的距离为11～27.12m，与煤气管网和高压线的距离比较近，根据我国的相关标准规定，基坑边坡的安全等级为一级。

图1 地形剖面图（单位：m）

2 边坡的地质条件和特点

2.1 边坡的基本特征

根据施工场地的具体情况，边坡的西侧和南侧主要是岩质边坡，分别向反向和切向发育，边坡高度为8.9～19m，边坡长度为93m，边坡北侧厚度为5.1m，主要由有机质土和杂填土构成，边坡的中部为红黏土，厚度为2.3～2.9m，下部分为切向岩质边坡，坡体的长度为93.1m。东侧基坑边坡的高度为18～22m，长度为119m，共分成了两段，为此工程开挖比较高的一段边坡，其中北侧为红黏土和杂填土构成，土层的厚度为2.1～17.0m，基岩方向为顺向，倾斜角度为18°～23°，由中层厚度的泥灰岩、泥质白云岩和白云岩构成，在地形的限制下，坡顶建设有附近的锅炉房和变压器，南段有垂直开挖段，开挖距离为30m。开挖边线和建筑的距离为0.45m左右。

2.2 边坡的地质条件

在基坑范围中的覆土层主要由红黏土、杂填土构成，部分区域有厚度为0.81～7.8m 的有机质土，杂填土的结构比较松散。红黏土呈可塑和硬塑两种状态。靠近岩石顶层为软塑状土质，为裂隙发育，厚度为0～8.7m，部分区域的厚度为9.88m，下伏基岩为三叠系中统关岭组一段（T2g1），薄～中厚层白云岩及白云质灰岩、泥质白云岩、泥质灰岩夹泥岩，岩石软硬相间，节理裂隙发育破碎，岩层总体呈单斜产出。

3 基坑边坡支护施工

3.1 基坑边坡支护设计的基本思路

在基坑边坡支护方案设计的过程中，边坡的岩土物理学指标是主要的考虑因素，对支护费用和支护安全都有较大的影响。在设计的过程中，要按照以下几个步骤进行：

（1）确定岩土边坡的方案；

（2）确定具体的物理力学指标；

（3）设计出具体的基坑四周分段支护方案。

通过对具体的勘察资料进行分析，发现强风化层、泥化夹层、破碎岩体层是岩质边坡软弱结构面的主要组成类型，在此工程中，工程岩质边坡软弱夹层主要由岩层内泥质灰岩、软塑土层和泥化夹层构成。根据以往的施工经验和勘察结果，将计算参数定为：黏聚力C=51kPa，综合土层内摩擦角ρ=19°，重度r=19kN/m3。综合层间软弱夹层内摩擦角ρ=21°，黏聚力C=20kPa，重度r=25kN/m3。

3.2 支护方案的制订

由于此基坑的支护属于临时性支护，根据相关的规定标准，支护的使用时间为两年左右，通过对基坑周围的环境情况以及基坑的地质情况，使用以下措施对边坡进行治理。

（1）进行锚杆挂钢筋网喷射混凝土，因为基岩裂隙发育，岩体被切割成了碎块，所以对土层边坡和基坑各侧岩层边坡使用非预应力锚杆进行支护。

（2）锚索解耦股的支挡。使用预应力锚索格构体系对基岩顺向发育的东侧边坡进行支挡，要求竖向格栅进入基岩的深度在0.52m以上。

（3）在坡面设置泄水孔。

3.3 东侧边坡支护的设计方案

在此工程中，东侧基坑的危险程度最高，受南段地形的影响，东侧基坑的开挖近似于垂直开挖。根据实际情况，设计使用4～6束锚索，竖向设置锚索4～5排，锚索之间的距离为4m，使用格栅对锚索进行链接，垂直开挖段的上部要设计锚索墙，锚固段锚索的长度为8.1～10m，自由段锚索的长度为4.9m，锚索孔的倾斜角为20°，钻孔直径为110mm，使用M35 水泥砂浆在孔内进行灌注。所用预应力钢绞线截面积为15.3mm2，经检验钢绞线极限抗拉强度为1 860MPa，锚索墙均为C25 钢筋混凝土。使用锚杆喷射混凝土的方法对基坑四周的土层进行支护，支护锚杆的长度为5.1～12m，考虑到下部岩层节里比较发育，使用长度为2.5～4.9m 的锚杆进行支护，使用C20 混凝土进行喷射施工，喷射厚度为79mm，锚杆方格之间的距离为1.6m，成孔直径大小为65mm，使用M20水泥砂浆在孔中进行灌注。

4 边坡的支护施工

4.1 岩层高边坡的支护施工

在此工程边坡治理施工的过程中，使用逆作法进行施工，按照分层、分段的方法对跳槽进行开挖，在施工的过程中，首先将施工面开挖出来，使用锚索进行成孔，对孔内进行灌浆，然后将锚索放入，使用混凝土进行喷射，最后张拉锚索。

在进行锚索施工的过程中，灌浆是非常重要的一个环节，需要从孔底一次性灌入，注浆的压力控制为0.45MPa，使用循环注浆的方法进行注浆施工，以此来保证浆液可以将所有的裂隙都填满。

对锚索进行两次四级张拉，等到台座和孔内砂浆的强度为设计强度的75%后，首次进行张拉，张拉力为276kN，在台座的强度为设计强度的90%时，进行第二次张拉，直到张拉到设计要求后停止张拉。当基坑施工到设计的开挖高度后，为了查看是否存在松弛的情况，要进行补张拉施工。避免出现超张拉的情况。

4.2 对治理过程进行监测

在进行边坡治理的过程中，要使用变形观测的方法对施工进行监测，在危险度比较高的北侧东段边侧和东侧边坡一共设计了14 个观测点，其中有10 个点设计在东侧边坡的顶部，在对支护施工和开挖施工不造成影响的基础上，对观测点进行等距离布置。经过观测发现，五号点出现了比较严重的位移，累计位移量为22mm以上，对其位移原因进行分析发现，五号点的土层为基坑厚度最后的位置，土层主要由红黏土构成，且上部的红黏土比较硬，下部的混凝土比较软，在对软塑黏土和可塑黏土进行开挖的过程中，如果支护措施没有完成，就会有变形的情况出现，在基岩内地下水比较多或者基坑周围的管道出现漏水时，土层很容易出现变形，所以，在开挖施工的过程中，要对开挖的宽度和深度进行严格控制。通过对基坑的变形量进行观察，水平位移方向和边坡顶部边缘观测点的位移在规定的范围内。在进行开挖施工的过程中，个别变形观测值有变小回缩的情况，这主要是因为在开挖施工后立即进行了预应力张拉施工，降低了边坡的变形导致的。

5 结语

综上所述，本工程在地下水位比较高，顺向薄岩石泥质夹层等不良地质的施工条件下，严格按照相关的施工标准和边坡支护设计标准进行边坡支护施工，对施工的质量进行了严格的控制和管理，设计意图完全贯穿到了施工中。在实际的施工过程中，未出现施工安全事故和质量事故，工程经济效益良好。目前，此项目的基坑已经回填结束，说明此岩层高边坡的施工质量和设计均符合施工的基本要求，施工效果良好，值得同类工程借鉴。

[1] JGJ 120—1999，建筑基坑支护技术规程[S].

[2] GB 50319—2000，建设工程监理规范[S].

[3] GB 50086—2001，锚杆喷射混凝土支护技术规范[S].

[4] GB 50330—2002，建筑边坡工程技术规范[S].